为了研究富氢高炉内焦炭的溶损反应特性,开发了连续进水的全自动焦炭反应性测定装置,分别利用CO2和N2载带不同比例H2O(0％～30％)提供H2O+CO2(H2O和CO2混合气体)和H2O+N2(H2O和N2混合气体)的含水气氛进行焦炭溶损试验,通过红外气体分析仪实时记录出口气体中CO和H2的摩尔分数,研究了焦炭在H2O+CO2气氛下的溶损反应过程以及碳溶反应(C+CO2=2CO)和水煤气反应(C+H2O=CO+H2)的动力学过程.研究表明,随着H2O+CO2混合反应气氛中H2O比例的增加,焦炭的碳素溶损率和溶损速率均逐渐增大,而且水煤气反应的溶损速率逐渐变大、碳素溶损率逐渐升高,但是碳溶反应的溶损速率则逐渐减小、碳素溶损率也逐渐降低,这说明H2O+CO2反应气氛中H2O和CO2同时与焦炭反应存在显著的竞争作用.通过分析碳素溶损率和水蒸气含量线性关系的拟合斜率发现,焦炭在H2O+CO2混合反应气氛中发生的碳溶反应和水煤气反应的斜率均小于单纯单一气氛下的碳溶反应和水煤气反应的斜率,并提出基于斜率差值的抑制因子α表征H2O和CO2对碳溶反应和水煤气反应互相影响程度,CO2对水煤气反应的抑制因子αCO2/H2O为0.253,H2O对碳溶反应的抑制因子αH2O/CO2为0.179,αCO2/H2O为αH2O/CO2的1.41倍,CO2对水煤气反应的抑制程度强于H2O对碳溶反应的抑制程度.

焦炭;溶损反应;H2O+CO2气氛;竞争;抑制因子

华北理工大学化学工程学院,河北唐山063210

[1]窦明辉;孙洋;韩嘉伟;孙章;梁英华-.焦炭在H2O+CO2气氛中的溶损反应特性)[J].钢铁,2022(07):26-33

H2O+CO2,H2O+N2,C+CO2,C+H2O

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